污泥干化气体余热利用污泥降粘处理装置的制作方法

本实用新型属于污泥处理的技术领域，特别是涉及一种污泥干化气体余热利用污泥降粘处理装置。

背景技术：

近年来，由于经济快速发展及城镇化稳步推进，我国城镇污水及污泥排放量持续增加。据统计，我国每年的湿污泥产量已超过4千万吨，今后还将继续增加。污水厂所排放的机械脱水污泥含水率为80％左右，具有高水分、高有机质、恶臭和粘稠等特点。湿污泥干化是重要的处理手段，不仅能实现污泥减量化和稳定化，也是进一步开展污泥资源化利用的重要前提，无论填埋、焚烧、农业利用还是热能利用，污泥干化都是非常重要的前处理手段。

在众多的污泥干化技术中，热力干化是最成熟和有效的污泥干化方法，具有处理量大、干化速度快和占地小等许多优点。与此同时，热力干化也有高能耗的缺点，例如：将1吨湿污泥完全干化约需要消耗2920MJ的热量，折合100公斤标煤。在所消耗的热量中，除去小部分散热损失外(10％以内)，绝大部分都用于蒸发污泥中的水分，并最终被干化载气带离干化设备。尽管干化尾气包含大量蒸发潜热，但尾气温度和品味较低，热能利用成本较高，且尾气中包含污泥粉尘颗粒和挥发分等复杂组分，也给热能利用带来困难，因此一般的污泥干化工程中并未考虑尾气的余热利用，这也是造成目前污泥热力干化能耗居高不下的主要原因。

此外，在污泥热力干化工程实际中，湿污泥先经车辆运输至干化厂的卸料仓内，料仓内的湿污泥再通过管道泵送至污泥干化机内。由于湿污泥呈膏状，流动性差，因此通常存在泵送阻力大和输送稳定性差的问题，这给污泥热力干化系统的正常运行带来了显著的不利影响。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种污泥干化气体余热利用污泥降粘处理装置，实现污泥干化尾气余热回收与提高污泥流动性的协同处理，降低能耗，提高污泥输送效率和稳定性。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种污泥干化气体余热利用污泥降粘处理装置，包括污泥干化机、污泥输送管、干化尾气管道和喷淋塔，所述污泥干化机与污泥输送管连接，所述喷淋塔通过干化尾气管道连接到污泥干化机，所述污泥输送管的外侧安装有管式加热器，所述污泥干化机与喷淋塔之间的干化尾气管道上安装有尾气换热器且干化尾气经过尾气换热器的热媒流程，所述尾气换热器的冷媒流程分别通过载热介质进管和载热介质出管与管式加热器的热媒流程连通形成循环。

该处理装置还包括储泥仓和污泥泵，所述储泥仓与污泥干化机之间通过污泥输送管连接，所述污泥泵安装于污泥输送管上。

所述尾气换热器两端的干化尾气管道上设有与尾气换热器并列的旁通管，所述旁通管上安装有截止阀。

所述喷淋塔的尾气出口通过干化载气管连接到污泥干化机，所述干化载气管上安装有引风机。

所述尾气换热器内部设有竖直的对流管束，所述对流管束上端与上集箱连通、下端与下集箱连通，所述尾气换热器竖向安装于干化尾气管道上。

所述下集箱通过载热介质出管与管式加热器的热媒管程出口连通，所述上集管通过载热介质进管与管式加热器的热媒管程入口连通，所述管式加热器的热媒管程入口位于靠近污泥干化机的一端。

所述尾气换热器的内部对应对流管束的上方安装有喷淋装置。

所述管式加热器的外壳设有保温层。

所述管式加热器的热媒壳程内部设有间隔的传热隔板。

有益效果

本实用新型实现了污泥干化尾气余热回收利用和污泥降粘的协同处理，采用尾气换热器对流换热回收污泥干化尾气中的蒸汽潜热，并用于加热中间载热介质，再利用中间载热介质在尾气换热器与管式加热器之间的循环，加热污泥输送管道以提高管道中湿污泥的温度，当污泥温度上升后，污泥粘度会显著下降，从而降低了污泥的输送阻力。因此，本实用新型一方面回收了干化尾气的余热再利用，可降低尾气中水蒸汽的含量，节约喷淋水消耗，对湿污泥进行了升温大幅降低了污泥干化的能耗，具有显著的节能优势；另一方面，通过对污泥加热升温提高了污泥的流动性，使得污泥泵送能耗下降，且大幅提高了污泥泵送的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为尾气换热器的结构示意图。

图3为管式加热器的局部剖视图。

图4为污泥在不同温度下的管道流动阻力和流量之间的关系图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图1所示的一种污泥干化气体余热利用污泥降粘处理装置，包括污泥干化机1、污泥输送管12、污泥泵13、储泥仓14、管式加热器11、干化尾气管道2、尾气换热器3、旁通管4、喷淋塔6、干化载气管7和引风机8。

污泥干化机1是以饱和蒸汽、导热油或热空气为载热介质的间接或直接式热力干化机，湿污泥能够在污泥干化机1内被加热，污泥中的水分转化为水蒸气。储泥仓14与污泥干化机1之间通过污泥输送管12连接，污泥泵13安装于污泥输送管12上。污泥干化机1与污泥泵13之间的污泥输送管12外侧安装有管式加热器11。如图3所示，管式加热器11的外壳设有保温层19，可降低热量流失。管式加热器11的热媒壳程内部设有间隔的传热隔板18，传热隔板18采用金属材料制成，能够提高载热介质在热媒壳程中流动时的传热效率。

喷淋塔6通过干化尾气管道2连接到污泥干化机1，污泥干化机1与喷淋塔6之间的干化尾气管道2上安装有尾气换热器3，且干化尾气经过尾气换热器3的热媒流程。尾气换热器3两端的干化尾气管道2上设有与尾气换热器3并列的旁通管4，旁通管4上安装有截止阀5。在尾气换热器3检修过程中，可开启旁通管4的截止阀5，保证污泥干化持续运行。

如图2所示，尾气换热器3内部设有竖直的对流管束16，对流管束16上端与上集箱15连通，下端与下集箱20连通，尾气换热器3内部对应对流管束16的上方安装有喷淋装置17。尾气换热器3竖向安装于干化尾气管道2上，一方面可降低尾气流动阻力，另一方面可减少粉尘在对流管束16表面的粘附。当粉尘积累到一定厚度时，可利用喷淋装置17对对流管束16进行喷淋洗涤。

喷淋塔6的尾气出口通过干化载气管7连接到污泥干化机1，干化载气管7上安装有引风机8，载气进入污泥干化机1后将携带污泥干化的水蒸汽进入干化尾气管道2中。

尾气换热器3的下集箱20通过载热介质出管10与管式加热器11的热媒管程出口连通，上集管15通过载热介质进管9与管式加热器11的热媒管程入口连通，对流管束16内的载热介质(水或者导热油)采用上送下回的方式。管式加热器11的热媒管程入口位于靠近污泥干化机1的一端，载热介质在管式加热器11内的流动方向与污泥输送管12内的污泥输送方向相反。载热介质在尾气换热器3与管式加热器11之间进行循化，在尾气换热器3中对流换热被干化尾气余热加热，进入到管式加热器11内部对污泥输送管12内的污泥进行加热。

根据污泥热力干化工程实际，从污泥干化机1尾气出口流出的尾气温度约为90℃，在尾气换热器3内与载热介质换热后，可以将载热介质温度提升至85℃左右。载热介质再对污泥输送管12中的湿污泥进行加热，可将湿污泥温度提升至75℃左右。由于进入污泥干化机1内的污泥温度显著提升，干化能耗可降低15～21％。

湿污泥升温后流动性大幅提升，湿污泥在污泥输送管12内的流动阻力可大幅降低。如图4所示，当污泥输送管12中的湿污泥温度从34℃提升至61℃，则湿污泥在污泥输送管12内的流动阻力下降了47％，降粘降阻效果非常显著。此外，污泥干化尾气在尾气换热器3内放热后，尾气中的水蒸汽含量可减少40～60％，可相应地节约40～60％的喷淋水耗量。